物联网体系结构研究22
物联网体系结构
物联网体系结构物联网（Internet of Things）是指通过各种传感器和通信设备连接物体，使之能够互相沟通和交互，从而实现信息的收集、传输和处理。
物联网的核心组成部分是其体系结构，即通过各个层次和组件的有机组合，构建一个完整的物联网系统。
本文将介绍物联网体系结构的基本架构和主要组成部分。
一、边缘层边缘层是物联网体系结构的最底层，也是最接近物体的一层。
它包括各类传感器、执行器以及相关的通信、存储和处理设备。
传感器负责感知环境中的各种参数和状态，并将其转化为数字信号；执行器则负责根据指令执行相应的操作。
边缘设备通过无线或有线网络与上层网关进行通信，传输采集到的数据和接收控制指令。
二、网关层网关层是连接边缘设备和核心网络的桥梁，在整个物联网体系结构中起到重要的作用。
它负责实现不同通信协议之间的转换和数据格式的处理，以便边缘设备能够与上层的网络进行交互。
网关层还可以具备一定的存储和计算能力，用于边缘数据的缓存和预处理。
同时，网关层也承担着数据安全和隐私保护的责任，通过身份验证和加密等手段保护物联网系统的安全。
三、核心网络层核心网络层是物联网的中间层，负责连接各个网关和云平台、应用程序等核心组件。
它采用各种通信协议和网络技术，实现不同设备之间的互联互通。
核心网络层也具备一定的路由和转发能力，用于数据的分发和传输。
此外，核心网络层还要满足物联网系统对带宽、延迟和可靠性等性能指标的要求，保证数据的快速和可靠传输。
四、云平台层云平台层是物联网的上层，负责数据的存储、处理和分析。
它提供了丰富的云服务和应用程序接口（API），使开发者可以基于物联网数据进行应用开发和创新。
云平台层具备强大的计算和存储能力，可以处理和分析海量的数据，并提供实时的决策支持。
同时，云平台还提供了对物联网系统进行远程管理和监控的功能，方便用户对设备进行集中控制和维护。
五、应用层应用层是物联网体系结构的最顶层，是向用户提供服务和功能的界面。
物联网-第2章 物联网体系架构-物联网——体系结构、协议标准与无线通信-高泽华-清华大学出版社
2.2 网络传输层
➢ IPv6
➢ 地址空间巨大 ➢ 地址层次丰富 实现 IP 层网络安全 无状态自动配置
2.2 网络传输层
➢ 传输网与传感网的融合
2.3 应用层
➢ 应用层是物联网运行的驱动力，提供服务是物联网建设的价值所在。应用 层的核心功能在于站在更高的层次上管理、运用资源。感知层和传输层将 收集到的物品参数信息，汇总在应用层进行统一分析、挖掘、决策，用于 支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、控制、共享、互通，提升 信息的综合利用度。应用层是对物联网的信息进行处理和应用,面向各类 应用,实现信息的存储、数据的分析和挖掘、应用的决策等,涉及到海量信 息的智能分析处理、分布式计算、中间件等多种技术。 网络传输层 2.3 应用层 2.4 物联网体系构架
第2章 物联网体系架构
➢ 物联网是互联网向世界万物的延伸和扩展， 是以实现万物互联的一种网络。万物互联是 实现物与物、人与人、物与人之间的通信。 物联网系统架构和标准的技术体系包括：感 知层、传输层、应用层。
（1）感知网用于采集与传输环境信息 （2）接入网由一些网关或汇聚节点组成，为感知网与外部网络或控制中心之间的通信提
供基础通信接入设施 （3）网络基础设施是指下一代互联网NGN （4）中间件由负责大规模数据采集与处理的软件组成 （5）应用平台涉及未来各个行业，它们将有效使用物联网提供服务以提高生产和生活的
➢ 业务模式和流程
➢ 1.业务模式
➢ 业务定制模式 ➢ 公共服务模式 ➢ 灾害应急模式
➢ 2.业务描述语言
➢ XML ➢ UML ➢ BPEL
➢ 3.业务流程
2.3 应用层
➢ 服务资源
➢ 1.标识
物联网体系结构(共74张PPT)
1.2 物联网定义
• 物联网中的“物〞的涵义要满足以下条件才能够被纳 入“物联网〞的范围：
一个Zigbee网络由一个协调器节点、多个路由器和多个终端设备 节点组成。
WIFI无线网络
• Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备〔如PDA、 〕 等终端以无线方式互相连接的技术。
•WIFI突出优势：
•其一，无线电波的覆盖范围广 •其二，传输速度非常快
•其三，厂商进入该领域的门槛比较低
WIFI无线网络
1.1 物联网概念
• 物联网的概念是由麻省理工学院Auto-ID研究中心于 1999年提出的。当时基于互联网、RFID技术、EPC 标准，在计算机互联网的根底上，利用射频识别技 术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物 品信息实时共享的实物互联网。
1.2 物联网定义
目前较为公认的物联网的定义是： 通过射频识别〔RFID〕装置、红外感应器、 全球定位系统GPS、激
2.3 物联网感知层关键技术
1. RFID技术 2. 条形码
3. 传感器技术 4. 无线传感器网络技术 5. 产品电子代码EPC
RFID技术
• RFID(Radio Frequency Identification)， 即射频识别，俗称电 子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，可识
具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象； • 2〕阅读器(Reader)或读写器：读取(有时还可以写入
物联网体系结构及关键技术研究
物联网体系结构及关键技术研究感知层是物联网的基础，它主要包括物理设备和传感器等感知节点。
物理设备具有采集实体世界的能力，传感器能够将物理信号转化为数字信号。
感知层的任务是对物理世界进行感知和数据采集，并将采集的数据传输给其他层次。
网络层是物联网的核心，它主要包括传输网络和通信协议等。
传输网络是物联网设备之间的通信网络，可以是有线网络（如以太网、局域网）或无线网络（如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等）。
通信协议是物联网设备之间进行通信的规则和标准，如HTTP、MQTT等。
应用层是物联网的应用场景，它主要包括各种物联网应用，如智能家居、智能交通、智能医疗等。
应用层是物联网体系结构的顶层，它基于感知层和网络层提供的数据和通信能力，实现不同领域的应用场景。
支撑层是物联网体系结构的支持部分，它主要包括物联网平台、云计算和大数据等。
物联网平台提供物联网设备的管理和控制功能，包括设备接入管理、数据存储和分发、业务逻辑处理等。
云计算是物联网数据处理和存储的基础，利用云端的计算和存储资源，支持物联网应用的实时性和可扩展性。
大数据是从物联网中获取的海量数据，通过数据分析和挖掘，提供决策支持和业务优化的能力。
关键技术是支撑物联网体系结构的关键技术手段，包括传感技术、通信技术、数据处理技术和安全技术等。
传感技术是物联网实现感知和数据采集的基础，包括传感器技术、无线传感网络、RFID等。
传感技术能够将物理世界的信息转换为数字信号，并通过无线网络传输给其他设备。
通信技术是物联网实现设备之间互联互通的关键，包括有线通信和无线通信等。
有线通信技术主要包括以太网、局域网等，无线通信技术主要包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、NB-IoT等。
数据处理技术是物联网实现数据传输、存储、处理和分析的关键，包括数据传输和存储、数据挖掘和机器学习等。
数据传输和存储技术能够实现物联网设备之间的数据传输和存储，数据挖掘和机器学习技术能够对物联网中的大数据进行分析和挖掘。
《2024年基于Web的物联网应用体系架构和关键技术研究》范文
《基于Web的物联网应用体系架构和关键技术研究》篇一一、引言随着互联网技术的飞速发展，物联网（IoT）已经成为现代社会的重要组成部分。
基于Web的物联网应用体系架构，为各种设备和系统提供了无缝的连接和交互能力。
本文将深入探讨基于Web的物联网应用体系架构及其关键技术的研究。
二、物联网及Web技术的概述物联网是一种通过互联网对物品进行远程信息传输和智能化管理的网络。
它以物品编码体系为基础，以RFID读写器、传感器等设备为信息感知手段，利用先进的嵌入式技术进行信息交换和通信。
而Web技术则是通过互联网进行信息发布和交互的全球性技术体系。
在物联网中，Web技术被广泛应用于设备间的信息交互和用户界面的构建。
三、基于Web的物联网应用体系架构基于Web的物联网应用体系架构主要包括感知层、网络层、平台层和应用层四个部分。
1. 感知层：通过RFID、传感器等设备，对物品进行信息采集和识别，将物理世界与数字世界相连接。
2. 网络层：通过网络技术将感知层获取的信息传输到平台层，实现设备间的互联互通。
3. 平台层：负责数据的存储、处理和分析，提供云计算、大数据等技术支持，为应用层提供数据支持和服务。
4. 应用层：根据用户需求，将平台层提供的数据进行可视化展示，为用户提供各种应用服务。
四、关键技术研究1. 数据传输技术：在物联网中，数据传输是关键。
通过优化网络协议，提高数据传输的效率和稳定性，是当前研究的重点。
2. 数据处理与分析技术：海量的数据需要高效的处理和分析技术。
通过云计算、大数据等技术，对数据进行存储、分析和挖掘，提取有价值的信息。
3. 安全技术：物联网的安全问题日益突出。
通过加密技术、身份认证等技术手段，保障数据传输和存储的安全。
4. 边缘计算技术：边缘计算技术在物联网中具有重要应用。
通过在设备端进行计算和数据处理，减少数据传输的延迟和带宽压力，提高系统的响应速度和效率。
五、研究展望未来，基于Web的物联网应用将更加广泛和深入。
物联网体系结构
物联网体系结构韩腾1. 概述物联网(IInternetofThings)是“传感网”在国际上的通称，是传感网在概念上的一次拓展。
通俗地讲，物联网就是万物都接入到互联网，物体通过装入射频识别设备、红外感应器、GPS或其他方式进行连接，然后通过移动通信网络或其他方式接入到互联网，最终形成智能网络，通过电脑或手机实现对物体的智能化管理和信息采集分析。
作为下一代信息浪潮的新热点，国内外政府公司和研究机构对物联网投入了极大的关注，IBM公司提出“智慧地球”，日本和韩国分别提出了“U-japan”和“U-Korea”战略，这都是从国家工业角度提出的重大信息发展战略。
中国针对物联网到来的信息浪潮，提出了“感知中国”的发展战略。
2009年8月7日，国务院总理温家宝视察中科院嘉兴无线传感网工程中心无锡研发分中心，提出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，并且明确要求尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。
移动、电信、联通三大运营商纷纷在无锡成立物联网研究中心，以无锡为首的国内大中城市也争相建设智能城市，争取成为感知中国示范城市。
本文就物联网的体系架构和对应的技术产业链进行讲解分析。
2. 体系架构物联网应该具备三个特征，一是全面感知，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。
在业界，物联网大致被公认为有三个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。
图1 物联网体系架构2.1 感知层感知层包括传感器等数据采集设备，包括数据接入到网关之前传感器网络。
对于目前关注和应用较多的RFID网络来说，张贴安装在设备上的RFID标签和用来识别RFID信息的扫描仪、感应器属于物联网的感知层。
物联网5大关键技术及其体系结构
物联网5大关键技术及其体系结构一、物联网的体系结构现在智能家居已经深入人心，而智能家居的实现离不开物联网技术。
那么什么是物联网呢？物联网简单的概括为：物联网利用无线射频识别(电子标签系统)、红外传感器、汽车卫星导航系统、激光扫描仪和其他传感器数据，根据约定的连接协议将各种对象连接到网际网络，交换信息并相互通讯、识别、定位、跟踪、监视和管理的网络。
物联网中的“物”并不只是单纯的我们生活中的物品，这里的“物”需要满足很多条件，比如：1.能够接收适当的信息2.需要数据传输路径3.需要一定的存储功能4.需要处理运算单元5.有执行操作系统6.需要专用的应用程序7.数据信号发送器是必要的8.服从物联网的通讯协议9.能够在世界网络中识别唯一的号码。
二、物联网的体系结构物联网体系结构主要由三个层次组成：感知层（感知控制层）、网络层和应用层组成。
其中网络层又称为传输层，包括接入层、汇聚层和核心交换层，应用层又分为管理服务层和行业应用层。
三、物联网五大核心技术物联网的核心关键技术主要包括RFID技术、传感器技术、无线网络技术、人工智能技术、云计算技术等。
1.RFID技术RFID技术是物联网“让物说话”的关键技术。
物联网中的RFID标签存储标准化的、可互操作的信息，并通过无线数据通信网络自动采集到中心信息系统中，实现物品的识别。
2.传感器技术传感器技术在物联网中，传感器主要负责接收对象的“语音”内容。
传感器技术是从自然源中获取信息并对其进行处理、转换和识别的多学科现代科学与工程技术。
它涉及传感器的规划、设计、开发、制造和测试，信息处理和识别，改进活动的应用和评估。
3.无线网络技术在物联网中，要与人无障碍地通信，必然离不开能够传输海量数据的高速无线网络。
无线网络不仅包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，还包括短距离蓝牙技术、红外线技术和Zigbee技术。
4.人工智能技术人工智能是一种用计算机模拟某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考和规划等)的技术。
物联网研究报告
[9]Martsola M, Kiravuo T, etc.Machine to machine communication in cellular networks. 2nd International Conference on Mobile Technology, Applications and Systems, 2005. 15-17 Nov. 2005 Page(s):6 pp. – 6.
在物联网相关领域，我国在RFID、传感器网络等方面已取得了一定的成绩。国内众多高校、科研机构和企业很早启动了RFID、传感器网络研究，与其它国家相比具有同发优势，RFID标准的制定得到了广泛的关注，在传感器网络通信技术、微型传感器、传感器端机、移动基站等方面取得较大进展，目前已形成从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。
在现有研究或产业领域中，与物联网相关的技术或构想包括：RFID、普适计算（或称为泛在计算）、M2M、无线传感器网络（WSN）等，这些技术的发展为物联网的研究与应用奠定了良好的基础，结合移动计算、新一代互联网、移动通信网、云计算等技术，可以将物理基础设施和IT基础设施统一，形成一个比现有互联网更为庞大的网络基础设施和平台。
[3]Frederix I. Internet of Things and radio frequency identification in care taking, facts and privacy challenges. 1st International Conference on Wireless Communication, Vehicular Technology, Information Theory and Aerospace & Electronic Systems Technology, 2009. Wireless VITAE 2009. 17-20 May 2009 Page(s):319 – 323.
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物联网五层体系结构各层关键技术和应用
感知层 传输层 处理层 应用层 业务层
传感技术 RFID技术 2-D条形码 GPS 3G 无线上网 蓝牙 ZIGBEE UMB 红外技术
数据库，智能处理，云计算，普适计算 智能交通 物流管理 身份认证 基于位置的服务
商业模式和盈利模式
Thank you!
22
Application Transport Internet
Network Interface
包含所有的高层协议 提供应用程序间的通信
负责不同网络间的通信 各种通信网络与TCP/IP之间 的接口
四、互联网网络和电信管理网络体系结构
电信管理网络体系结构逻辑分层结构(LLA)
网元层（Network Element layer） 网元管理层（Network Element Management layer） 网络管理层（Network Management layer） 业务管理层（Service Management layer） 事务管理层（Business Management layer）
二. 物联网的背景和发展
Ⅰ 2009年１月28日，ＩＢＭ首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这
一概念，建议奥巴马政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新 能源和物联网列为振兴经济的两大重点；2009年2月24日2009IBM论坛上， IBM大中华区首席执行官钱大群.公布了名为“智慧的地球”的最新策略。 ＩＢＭ认为，ＩＴ产业下一阶段的任务是把新一代ＩＴ技术充分运用在各 行各业之中。
Ⅱ 1999年，中科院启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建
立了一些适用的传感网。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议 提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。
二. 物联网的背景和发展
2005年
2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国 际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联 网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的 拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。
四、互联网网络和电信管理网络体系结构
电信管理网络体系结构逻辑分层结构(LLA)
事务管理层 业务管理层 网络管理层 网元管理层
网元层
BM-OSF SM-OSF NM-OSF EM-OSF
NEF
五、物联网新的体系结构
物联网五层体系结构及其作用
业务层
业务层是物联网的管理员一样，包括管理应用程 序，相关的商业模式和其他业务。
一. 什么是物联网
⒉欧盟对物联网的定义
2009年9月，在北京举办的“物联网与企业环境中欧研讨会”上，欧盟 委员会信息和社会媒体司RFID部门负责人Lorent Ferderix博士给出了欧盟 对物联网的定义。
物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信 协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、 虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联 网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.1620.10.16Friday, October 16, 2020
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。09:37:5909:37:5909:3710/16/2020 9:37:59 AM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.1609:37:5909:37Oc t-2016- Oct-20
2009年11月：温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为《让科 技引领中国可持续发展》的讲话，指示要首力突破物联网、传感网关键技 术，物联网产业随即被列入国家五大新兴产业之一。
2009年11月：中国物联网研究发展中心在无锡成立。 2010年1月：无锡物联网产业研究院在江苏软件外包园落户 2010年1月：江苏无锡高新技术产业开发区正式获批为国家电子信息 （物联网）示范基地。
物联网体系结构
The architecture of internet of things
物联网
物联网简介 物联网的背景和发展 物联网当前体系结构 互联网和通信管理网络体系结构 物联网新的体系结构
一. 什么是物联网
物联网的英文名称为 “IOT，Internet of Things” 。
由名称可见，物联网就是 “物物相连的互联网”。
相信相信得力量。20.10.162020年10月 16日星 期五9时37分59秒20.10.16
谢谢大家！
一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网 络；
二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物 物通信（M2M）的功能；
三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特 点。
二. 物联网的背景和发展
1999年
2009年
2005年
大发展
兴起
诞生
二. 物联网的背景和发展
1999年
Ⅰ 1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议上首先提出物联网
(Internet of Things)这个概念。提出了结合物品编码、RFID和互联网技术 的解决方案。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的 基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球 物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”（简称物联网）。
②网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统
和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知 层获取的信息。
③应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行
业需求结合，实现物联网的智能应用。
四、互联网网络和电信管理网络体系结构
TCP/IP 体系结构
应用层
在处理层的基础上进行数据处理过程层，并使物 联网的发展广应用
处理层 传输层 感知层
处理层主要存储，分析和处理从传输层接收到的 对象的信息
负责传导通过各种网络的加工中心从感知层接收 到的数据
通过各种传感器感知对象的物理性质并转换为数 字信号，这些信息这是更方便的网络传输。
五、物联网新的体系结构
目前对物联网也还没有一个统一的标准定义，但从物联网本质上看，物 联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升， 将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用， 使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。
物联网技术被称为是信息产业的第三次革命性创新。物联网的本质概括 起来主要体现在三个方面：
二. 物联网的背景和发展
Ⅱ 2009年8月：国务院总理温家宝在无锡微纳物联网工程技术研究中心视
察并发表重要讲话，表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术，并提出 要在无锡建设“感知中国”中心。
2009年9月：我国物联网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织 提交的多项标准提案被采纳。
2009年9月：南京邮电大学成立全国高校首家物联网研究院、物联网学 院。
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午9时37分59秒 上午9时37分09:37:5920.10.16
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.1620.10.1609:3709:37:5909:37:59Oc t-20
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月16日 星期五9时37分 59秒Fr iday, October 16, 2020
三. 物联网当前体系结构
三. 物联网当前体系结构
当前物联网结构体系为三层：感知层、网络层和应用层。
①感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、
温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、 GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢， 它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集 信息，并且将信息传递出去。
报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物 体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识 别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的 应用。
物联网概念的兴起，很大程度上得益于国际电信联盟2005 年以物联网 为标题的年度互联网报告。
2009年
一. 什么是物联网
⒈中国式物联网定义
物联网指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能” 的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系 统等、和“外在使能”的如贴上RFID（射频识别，俗称电子标签）的各种 资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘 埃，通过各种无线、有线的长距离和短距离通讯网络实现互联互通、应用 大集成、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网、专网或互联网环境 下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线 监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、 远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能， 实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
TCP/IP是Internet 上使用的协议簇，它并不是OSI标准，但随 着Internet的发展和影响的不断扩大，Internet技术已成为公认的工 业标准或“实际标准”，并有专家为它“追加”定义了体系结构参 考模型。
通常，我们提到TCP/IP，并不是指TCP和IP这两个具体的协议， 而往往是表示Internet体系结构或是指整个的TCP/IP协议簇（有时 也称为TCP/IP协议栈）。
四、互联网网络和电信管理网络体系结构
TCP/IP中常用网络通信协议简介